Question

【題目】磷酸亞鐵鋰（LiFePO4）可用作鋰離子電池正極材料，具有熱穩定性好、循環性能優良、安全性高等特點，文獻報道可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作為原料制備。回答下列問題：

（1）在周期表中，與Li的化學性質最相似的鄰族元素是________，該元素基態原子核外M層電子的自旋狀態_________（填“相同”或“相反”）。

（2）FeCl3中的化學鍵具有明顯的共價性，蒸汽狀態下以雙聚分子存在的FeCl3的結構式為________，其中Fe的配位數為_____________。

（3）苯胺）的晶體類型是__________。苯胺與甲苯（）的相對分子質量相近，但苯胺的熔點（-5.9℃）、沸點（184.4℃）分別高于甲苯的熔點（-95.0℃）、沸點（110.6℃），原因是___________。

（4）NH4H2PO4中，電負性最高的元素是______；P的_______雜化軌道與O的2p軌道形成_______鍵。

（5）NH4H2PO4和LiFePO4屬于簡單磷酸鹽，而直鏈的多磷酸鹽則是一種復雜磷酸鹽，如：焦磷酸鈉、三磷酸鈉等。焦磷酸根離子、三磷酸根離子如下圖所示：

這類磷酸根離子的化學式可用通式表示為____________（用n代表P原子數）。

Answer 1

【答案】Mg 相反 4 分子晶體 苯胺分子之間存在氫鍵 O sp3 σ (PnO3n+1)(n+2)-

【解析】

這道選修題涉及到了元素周期表和對角線原則、核外電子排布式的寫法、配位物的形成，以及熔沸點的判斷方式和分子晶體的判斷方法。電負性的判斷和雜化軌道的計算。

（1）根據元素周期表和對角線原則可知與鋰化學性質相似的是鎂，鎂的最外層電子數是2，占據s軌道，s軌道最多容納2個電子，所以自旋方向相反。

（2）氯化鐵的雙聚體，就是兩個氯化鐵相連接在一起，已知氯化鐵的化學鍵有明顯的共價性所以仿照共價鍵的形式將兩個氯化鐵連接在一起，即結構式為，因此Fe的配位數為4。

（3）大多數有機物都是分子晶體，除了一部分有機酸鹽和有機堿鹽是離子晶體。苯胺比甲苯的熔沸點都高，同一種晶體類型熔沸點不同首先要考慮的就是是否有氫鍵，苯胺中存在電負性較強的N所以可以形成氫鍵，因此比甲苯的熔沸點高。

（4）電負性與非金屬性的大小規律相似，從左到右依次增大，O就是最大的。計算出P的雜化類型是sp3，與氧原子形成的是磷氧雙鍵，其中p軌道是σ，與氫氧形成的是單鍵。

（5）可以根據磷酸根、焦磷酸根、三磷酸根的化學式推導：PO42-、P2O74-、P3O105-：

磷原子的變化規律為：1，2，3，4，n

氧原子的變化規律為：4，7，10，3n+1

酸根的變化規律為：3，4，5，n+2

因此這類磷酸根離子的化學式可用通式表示為[PnO(3n+1)](n+2)－。